(57)【要約】【課題】従来、バイメタルに可撓導体を接合するには溶接を用いるのが一般的であり、溶接においてはバイメタルへの直接加熱は不可欠であり、直接加熱によりバイメタルの湾曲特性が変化してしまう恐れがあった。バイメタルの湾曲特性が変化すると、回路遮断器の過電流検出特性がばらついてしまう問題があった。組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止した熱動式引き外し装置を得ることを目的とする。【解決手段】過電流により加熱されるバイメタル１１と、可撓導体７が接合された導電性の延長部材１０を備える。延長部材１０はバイメタル１１と機械的接合により接合され、延長部材１０におけるバイメタル１１の開放端部から延長された一端部はバイメタル１１の湾曲によりトリップバー８を押す。【選択図】図２
2010282787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過電流により加熱されるバイメタルの湾曲によりトリップバーを押す熱動式引き外し装置であって、
可撓導体が接合された導電性の延長部材を備え、
前記延長部材は前記バイメタルと機械的接合により接合され、
前記延長部材における前記バイメタルの開放端部から延長された一端部は、前記バイメタルの湾曲により前記トリップバーを押すことを特徴とした熱動式引き外し装置。
【請求項２】
前記延長部材は前記バイメタルの前記開放端部に接合されたことを特徴とした請求項１記載の熱動式引き外し装置。
【請求項３】
前記バイメタルと前記延長部材との接合体において、前記接合体における前記延長部材の端部から前記接合体の接合部までの長さは前記接合体の全長の２０％以下であることを特徴とした請求項１または２に記載の熱動式引き外し装置。
【請求項４】
基台と蓋体よりなる絶縁筐体と、この絶縁筐体の基台に装着された固定接触子と、前記固定接触子に対向して設置された可動接触子と、トリップバーを有し前記固定接触子に対して前記可動接触子を開閉動作させる開閉機構と、前記可動接触子に接続され過電流に応じて前記開閉機構を作動させる熱動式引き外し装置とを備え、
前記熱動式引き外し装置は請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱動式引き外し装置であることを特徴とした回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば回路遮断器等に用いられる熱動式引き外し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱動式引き外し装置は、電源側端子と固定接触子が接続され、固定接触子に当接するように可動接触子が配置されており、固定接触子と可動接触子で開閉接点部を構成する。可動接触子はバイメタルに接合されるとともに、開閉機構によって駆動されることで固定接触子との電気的接続、開離を切り替えている。バイメタルはトリップバーを押す開放端近傍においてトリップバーと対向しており、バイメタル温度の上昇によりトリップバー側に湾曲する向きに配置されている。バイメタル開放端近傍には可撓導体が接合されており、可撓導体の他端は負荷側端子に繋がっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８２２０２号公報（図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の熱動式引き外し装置は、バイメタルに可撓導体を接合するには溶接を用いるのが一般的であり、溶接においてはバイメタルへの直接加熱は不可欠であり、直接加熱によりバイメタルの湾曲特性が変化してしまう恐れがあった。バイメタルの湾曲特性が変化すると、回路遮断器の過電流検出特性がばらついてしまう問題があった。
【０００５】
この発明は、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止した熱動式引き外し装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る熱動式引き外し装置は、過電流により加熱されるバイメタルと、可撓導体が接合された導電性の延長部材を備える。延長部材はバイメタルと機械的接合により接合され、延長部材におけるバイメタルの開放端部から延長された一端部はバイメタルの湾曲によりトリップバーを押す。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る熱動式引き外し装置は、バイメタルと延長部材とを機械的接合により接合したので、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１における熱動式引き外し装置を有する回路遮断器を示す一部破断側面図である。
【図２】図１の回路遮断器における熱動式引き外し装置の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における熱動式引き外し装置を有する回路遮断器を示す一部破断側面図である。回路遮断器の絶縁筐体３０は、何れも合成樹脂で形成された基台１と蓋体２とで構成される。電源側電線を着脱可能に接続する電源端子３および負荷側電線を着脱可能に接続する負荷端子６が基台１に装着される。一端に電源端子３が設けられた固定接触子４は基台１に装着される。固定接触子４に対向して接離する可動接触子５は、過電流に応じて開閉機構９を作動させる熱動式引き外し装置２０に接続される。一端に負荷端子６が接続された可撓導体７は熱動式引き外し装置２０に接続される。
【００１０】
熱動式引き外し装置２０は、バイメタル１１と、バイメタル１１の下端部にリベット１４で固定されたサポート１２、ヨーク１３と、バイメタル１１の上端部にリベット１５で固定され調整ねじ１６を設けた延長部材１０で構成される。固定接触子４に対し可動接触子５を開閉動作させる開閉機構９はトリップバー８を有し、トリップバー８が熱動式引き外し装置２０で押圧されることにより作動する。定格電流を超過した過電流が流れた場合の動作を以下に説明する。
【００１１】
バイメタル１１に過電流が流れることにより、バイメタル１１はジュール熱によって温度が上昇する。バイメタル１１の温度の上昇に伴ってバイメタル１１は湾曲する。バイメタル１１の湾曲量が大きくなり調整ねじ１６がトリップバー８に当接し、さらにバイメタル１１の湾曲量が大きくなることで熱動式引き外し装置２０がトリップバー８を押す。トリップバー８が熱動式引き外し装置２０で押圧されることにより開閉機構９が作動し、瞬時に可動接触子５が固定接触子４から開離して電源端子３から負荷端子６に至る電路である主回路を遮断する（トリップする）。
【００１２】
熱動式引き外し装置２０について詳述する。図２は図１の回路遮断器における熱動式引き外し装置の側断面図である。サポート１２は主回路の通電経路を構成する部材として可動接触子５とバイメタル１１との間を連結すると同時に、バイメタル１１を基台１に固定するものである。ヨーク１３は主回路に短絡電流が流れた場合に電流によって生じる磁界により、図示しないアーマチュアがヨーク１３に吸引されて動作し、開閉機構９を作動させる。ヨーク１３、サポート１２、バイメタル１１はリベット１４によって一体にかしめられてお互いに固定されている。
【００１３】
バイメタル１１の下端部はサポート１２を介して基台１に固定された固定端部であり、バイメタル１１の上端部はバイメタル１１の湾曲によって固定端部を支点にして回動する開放端部である。バイメタル１１の上端部には延長部材１０がリベット１５により固定され、即ち延長部材１０はバイメタル１１と機械的接合により接合されている。延長部材１０にはねじ穴が設けられており、調整ねじ１６が組み付けられている。調整ねじ１６はバイメタル１１が湾曲するとトリップバー８に当接する位置に取り付けられている。
【００１４】
調整ねじ１６は熱動式引き外し装置２０とトリップバー８との距離を調整するものである。この例に示した調整ねじ１６による方式の他に調整用部材を接合する方式や、調整用部材の曲げ加工により調整する方式などがあり、これらの方式を用いることもできる。また、調整ねじ１６のような調整用部材がバイメタル１１側ではなくトリップバー８に組み込まれていてもよい。
【００１５】
延長部材１０の下端部には可撓導体７の一端が接合されており、可撓導体７の他端は負荷側端子６に接合されている。可撓導体７にはバイメタル１１の湾曲を妨げないように可撓性のある導電性部材、例えば銅撚り線が用いられる。可撓導体７と延長部材１０との接合は溶接あるいはリベットを用いたかしめにより接合する。
【００１６】
従来、可撓導体７とバイメタル１１との接合は、温度上昇をできるだけ防止するためにロウ材を用いて溶接していた。実施の形態１では、可撓導体７と延長部材１０との溶接を延長部材１０とバイメタル１１との接合より前に行なう場合は、可撓導体７と延長部材１０との溶接においてロウ材を用いる必要がない。したがって従来に比し作業が簡略され、安価に接合できる。
【００１７】
また、従来、バイメタル１１と可撓導体７との接合にかしめ加工を用いることは難しかった。回路遮断器に用いられるバイメタル１１は、バイメタル１１と可撓導体７との接合にかしめ加工を用いるとバイメタル１１への加圧が不均一となりクラックが生じやすいためである。しかしながら、実施の形態１では、可撓導体７を熱動式引き外し装置２０にかしめにより接合する場合、可撓導体７をバイメタル１１にかしめ加工する従来とは異なり、可撓導体７と延長部材１０とをかしめ加工するので、バイメタル１１にクラックが生じることはない。したがって、従来必要だったロウ材を用いる必要がなく、従来に比し作業が簡略され、安価に接合できる。
【００１８】
バイメタル１１に通電するにはバイメタル１１の異なる２箇所において主回路の導体を接続する必要がある。実施の形態１では、一方はバイメタル１１の下端部に回路遮断器の基台１への固定を兼ねて銅や鉄、アルミニウムといった導電性素材からなるサポート１２を接続している。他方はバイメタル１１の上端部に延長部材を機械的接合により接合している。負荷端子６に接続された可撓導体７はバイメタル１１の湾曲変位を妨げないように延長部材に接続されている。
【００１９】
実施の形態１における熱動式引き外し装置２０は、負荷端子６に接続された可撓導体７を延長部材１０に接続し、延長部材１０をバイメタル１１の上端部に機械的接合により接合したので、主回路を構成する際にバイメタル１１を加熱することがない。したがって可撓導体７をバイメタル１０に溶接で接合していたためにバイメタル１１への加熱が避けられず、加熱によってバイメタル１１の湾曲特性が変化してしまう恐れがあった従来とは異なり、バイメタル１１の湾曲特性が変化することがなく、バイメタル１１の湾曲特性を維持することができる。また延長部材１０をバイメタル１１の上端部に機械的接合により接合したので、バイメタル１１の使用量を低減することができる。
【００２０】
実施の形態１では従来とは異なりバイメタル１１の長手方向の長さを短くする。即ちバイメタル１１の開放端部を固定端部に近づける。その代わりに短くなったバイメタル１１の開放端部に延長部材１０を接合している。延長部材１０はバイメタル１１と異なる金属で構成されるで、バイメタル１１とは異なり、延長部材１０は温度が上昇しても湾曲することは無い。そのため、実施の形態１では、バイメタル１１の固定端部から延長部材１０の先端までの長さが全てバイメタルである従来の熱動式引き外し装置と比較して、調整ねじ１６の位置におけるバイメタル１１の湾曲による変位量は少なくなる。しかしながら、その変位量の減少は以下の理由により熱動式引き外し装置２０の動作にはほとんど影響しない。
【００２１】
バイメタル１１の全体が均一に温度上昇した場合を考える。従来のバイメタル１１の長手方向の長さを５０ｍｍとし、先端から２０％の長さを延長部材１０で置き換えたとする。従来の長さのバイメタルの開放端における変位量が３mmとなる温度であるとき、延長部材１０を接続した場合には、熱動式引き外し装置２０の開放端における変位量の減少は約４％の減少に留まる。これは、熱動式引き外し装置２０の開放端での変位に大きく影響するのはバイメタルの下部、即ち固定端部側での湾曲であり、相対的に上部、即ち開放端部側での湾曲は影響が小さいためである。４％程度の変位量の減少であれば、ほとんど影響ない程度であるといえる。したがってバイメタル１１と延長部材１０の接合体における接合部から開放端までの延長部材１０の長さを接合体の全長の２０％以下にすることで、回路遮断器における開閉機構９等を再設計することなく、熱動式引き外し装置２０を実施の形態１のものに置き換えることができる。すなわち、開放端における変位量の減少が３ｍｍの４％である０．１２ｍｍ程度であれば、調整ねじ１６を調整することで、調整ねじ１６とトリップバー８との距離を実施の形態１のものに置き換え前と同じにすることができる。
【００２２】
また、実施の形態１では従来のバイメタル１１における開放端部を延長部材１０に置き換えることにより、当然のことながらバイメタル１１と延長部材１０との接合工程が増えることになる。しかしながら、バイメタル１１は一般の導体材料に比べると高価であるため、接合工程が増えることによるコスト増加よりもバイメタル使用量削減でのコスト低減の方が大きく、熱動式引き外し装置２０全体ではコスト低減となる。したがって、実施の形態１の熱動式引き外し装置２０を組み込んだ回路遮断器のコストも低減することがきる。
【００２３】
過電流が流れたときの動作特性（引き外し特性）はＪＩＳ等の規格により範囲が規定されており、製品はこれを満たす必要がある。一般的に、引き外し機構の作動点、すなわち、熱動式引き外し装置２０がトリップバー８を押す位置が、熱動式引き外し装置２０及び開閉機構９を構成する各部品の加工・組立誤差、材料特性のばらつき等、製造ばらつきの累積によりばらついて、引外し特性にばらつきが生じる。そこで、このような製造ばらつきを吸収するために、組立工程において調整ねじ１６とトリップバー８との距離（ギャップ）を調整・検査作業を行っている。
【００２４】
実施の形態１の回路遮断器は、熱動式引き外し装置２０を基台１に組み込んで主回路を構成する際にバイメタル１１の湾曲特性が変化することがないので、回路遮断器の過電流検出特性が大きくばらつくことがない。したがって、回路遮断器の過電流検出特性が大きくばらつくことがないので、調整ねじ１６とトリップバー８との距離（ギャップ）を調整することがめったにない。したがって熱動式引き外し装置２０の検査・調整工程の時間を短縮することができる。
【００２５】
以上のように、この発明の実施の形態１における熱動式引き外し装置２０によれば、過電流により加熱されるバイメタル１１と、可撓導体７が接合された導電性の延長部材１０を備え、延長部材１０はバイメタルと機械的接合により接合され、延長部材１０におけるバイメタル１１の開放端部から延長された一端部はバイメタルの湾曲によりトリップバーを押すので、従来のバイメタルの湾曲特性が変化してしまう恐れがあったものとは異なり、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止することができる。
【００２６】
この発明の実施の形態１における回路遮断器によれば、熱動式引き外し装置２０が、過電流により加熱されるバイメタル１１と、可撓導体７が接合された導電性の延長部材１０を備え、延長部材１０はバイメタルと機械的接合により接合され、延長部材１０におけるバイメタル１１の開放端部から延長された一端部はバイメタルの湾曲によりトリップバーを押すので、回路遮断器の過電流検出特性が大きくばらつくことがない。
【００２７】
なお、バイメタル１１と延長部材１０との機械的接合としてリベット１５を用いる例で説明したが、ねじを用いた接合や、はめ込みによる接合であっても構わない。
【００２８】
また、可撓導体７と延長部材１０との接合を延長部材１０とバイメタル１１との接合した後に行なってもよい。この場合でも可撓導体７はバイメタル１１に直接接合されないので、従来に比しバイメタル１１への熱の伝道を低減でき、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止することができる。延長部材１０とバイメタル１１との接合した後に可撓導体７と延長部材１０とを溶接する場合は、ロウ材を用いることでバイメタル１１への熱の伝道を低減できる。
【００２９】
また、延長部材１１と可撓導体７との接合部位を延長部材１１の下端部とした例で説明したが、調整作業を妨げない位置であれば他の場所に接合してもよい。例えば、延長部材１１の中央部、あるいは左右方向に部材を延長して接合用スペースを設けてもよい。
【００３０】
また、バイメタル１１に近接して加熱体を配置して、加熱体からバイメタル１１を間接的に加熱する方式とバイメタル１１を直接加熱する方式とを併用しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明に係る熱動式引き外し装置は、組立の際におけるバイメタルの湾曲特性の変化を防止することができるので、電路の開閉を行なう開閉機構を有する回路遮断器等に好適に適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  基台                      ２  蓋体
４  固定接触子                ５  可動接触子
７  可撓導体                  ８  トリップバー
９  開閉機構                  １０  延長部材
１１  バイメタル              ２０  熱動式引き外し装置
３０  絶縁筐体
【図１】
2010282787.tif 000003
【図２】
2010282787.tif 000004